关于SF_6混合绝缘气体几个重要问题的探讨

六氟化硫(SF_6)气体的温室效应及低温易液化的特性限制了它的应用。目前,SF_6混合绝缘气体(SF_6/N_2、SF_6/CF_4等)因其较低的液化温度及较好的电气性能,被认为是目前最具发展前景的替代介质,开始被应用于电气设备中。由于与纯SF_6气体在性质上有较大的区别,SF_6混合绝缘气体大规模推广应用之前,需要先研究解决许多关键的技术难题。文中对SF_6混合绝缘气体应用过程中混合气体水分、混合比、分层以及泄漏问题进行探讨,有助于SF_6混合绝缘气体的推广应用。

设备吸附剂对SF_6气体分解产物检测结果影响的试验研究

笔者结合吸附剂的吸附原理,搭建了吸附剂试验平台,设计了试验流程,完成了大量试验,旨在探索设备中吸附剂对气体分解产物定量检测结果的影响。文中主要研究了吸附剂对分解产物的吸附影响,通过试验研究,确定了影响SF6电气设备中分解产物检测结果的主要因素,包括容器材质、吸附剂种类、吸附剂用量、吸附剂安装位置等,并比较了相同条件下各种气体分解产物的吸附速率。文中结论对通过分解产物检测判断开关设备运行状况有重要指导意义。

安徽省SF_6气体监督管理及回收处理再利用工作

介绍安徽省六氟化硫电气设备的现状及安徽省电力公司对SF_6气体的监督管理情况,介绍安徽省电力公司在全省内回收处理再利用SF_6气体方面采取的管理方法和规定。

SF_6气体在中高压开关设备中的安全使用

由于SF6气体具有优越的绝缘性能、灭弧性能和散热性能,自20世纪60年代早期,SF6气体就被应用在电力输配电系统的高压设备中。目前SF6气体在高压领域主要应用于断路器、GIS组合电器、复合开关,以SF6气体为绝缘的设备在高压、超高压占绝对主导地位。在中压领域主要应用在以SF6气体绝缘的高压开关成套设备(C—GIS、充气环网柜)、断路器和负荷开关等中。除用于高压开关设备外,SF6气体也开始向中高压输变电设备中的互感器、电容器、避雷器、熔断器、气体绝缘输电管道和变压器等领域应用发展。目前从12～1000kV的所有电压等级的电力设备都在使用。中压领域虽仍以真空开关为主,但以SF6气体绝缘的设备增加很快。由于SF6气体应用范围的扩大,对环境的影响在世界范围内引起广泛关注。2005年2月16日,旨在限制并减少全球温室气体排放的《京都议定书》正式生效,并规定发达国家应减少排放总量。SF6气体是《京都议定书》中规定的限制排放的六种温室气体之一,SF6气体向大气的排放主要是通过电力输变电设备在试验研究、生产制造、运输和运行以及检修过程中产生的。如何趋利避害,安全使用SF6气体也已引起国内多方关注。我刊特邀请回收设备管理、使用和制造的部分专家、技术人员对此展开讨论,以期对读者有所帮助。

SF_6气体回收及净化处理工作的综述

六氟化硫(SF6)气体回收净化处理再利用工作有着很好的社会效益和环保效益。文章对国内该项工作的现状进行了阐述,介绍了SF6气体的回收和净化处理技术,并对相应的管理和技术问题进行了探讨。

安徽省SF6气体回收制度

安徽省电力系统开始大面积推广应用SF6电气设备是在1986年，截止2008年底，安徽省公司所属供电公司共运行110kV及以上SF6高压开关2500多台；10kV及以上SF6互感器共计1900多台，110kV及以上的GIS近46套，500kV HGIS有6套；此外20多个发电单位、各大型厂矿自备电厂、变电站以及热电厂都有SF6设备在役。所具有的明显特点一是110kV及以上SF6高压开关占开关总量的比例大幅度提高，二是GIS设备安装数量正在大幅增加，这意味着用气量大幅增加。根据统计，全省SF6气体的总量已经超过250t，而且增大趋势明显。

安徽省SF6气体回收处理管理办法

（1）制定SF6气体的购买、回收和处理程序 1）SF6新气的监督与管理。为了保证SF6新气质量和新气的及时供应，省电力公司对生产、运行、维护所用的SF6新气实行统购、统检、统售；监督检测中心负责向各市供电公司提供合格的SF6气体，负责提供试验报告作为充、补气依据，并作为以后设备故障分析的比较数据；监督检测中心根据全省实际需求量储备SF6气体，气体以50kg装为主，并适当备有10kg和5kg装气体，以满足使用单位的需要；

安徽省SF_6断路器中气体运行情况普查

六氟化硫(SF6)电气设备中SF6气体状态对设备的安全运行有着非常重要的作用,其杂质的组份、含量情况还可以反映设备的潜伏性故障和对故障的情况进行定性和定位。文章在对安徽省部分SF6断路器运行情况普查的基础上,对相关的情况进行了总结和分析,提出了建议。

应用SF_6气体分解产物的高压开关设备故障诊断

全封闭式组合电器(gas insulated switchgear,GIS)、SF6断路器等高压开关设备广泛应用于110 kV及以上电压等级的电网中,设备故障诊断及状态判断是亟待解决的关键问题。分析SF6开关设备发生放电、过热等故障产生的气体分解产物,提出不同故障类型的分解产物特征气体,比较设备故障诊断现有判据,提出开关设备故障现场预判的参考指标及综合诊断依据。给出基于SF6气体分解产物的开关设备故障诊断应用案例,分析悬浮电位放电、零件连接异常和导体异常发热故障等设备潜伏性缺陷诊断和GIS设备故障间隔定位,结果表明SF6气体分解产物的开关设备故障诊断技术具有可行性和广阔的应用前景。

气体绝缘开关设备中SF6气体分解产物检测与设备故障诊断的研究进展

气体绝缘设备中SF6气体分解产物检测为设备故障诊断提供了有效依据,笔者对SF6气体分解产物的检测技术、试验研究、数据建模及其在设备故障诊断应用等方面的国内外研究现状进行了综述,概要总结了国家电网公司近年来在SF6气体分解产物研究方面取得的新进展,提出了SF6气体分解产物相关方面仍需进一步研究的内容,结合设备状态评价的需求,以期得到设备故障诊断的SF6气体分解产物判据,直接指导气体绝缘设备的运行管理。

SF_6混合绝缘气体电气设备中气体泄漏检测技术研究

《京都议定书》将SF_6气体列为限制排放的6种温室效应之一。为减少SF_6气体的使用量,采用SF_6/N_2和SF_6/CF_4混合绝缘气体作为SF_6替代气体是现实可行的,国内外已在部分设备中投入使用。目前,国内外关于SF_6混合绝缘气体电气设备泄漏检测技术的研究较少,现有SF_6检测技术能否直接应用于混合绝缘气体的检测是目前亟须解决的问题。文中以SF_6/N_2和SF_6/CF_4两种混合绝缘气体为试验对象,模拟不同混合比的混合绝缘气体在不同距离和风力等条件下的泄漏情况,利用红外成像仪等仪器进行检测,得出了仪器的检出限值,并提出检测的的最佳条件,证明SF_6泄漏检测技术可以应用于混合绝缘气体的现场检测,对于SF_6混合绝缘气体泄漏现场检测具有一定的指导意义。

电力设备中SF_6混合绝缘气体净化分离技术的探究

为解决SF_6气体的温室效应及低温易液化问题的日益突出,SF_6/N_2、SF_6/CF_4等混合绝缘气体被认为是目前最有发展前景的替代介质,开始在气体断路器(GIC)以及气体输电管线(GIL)、GIS母线等非灭弧气室中推广应用。然而,大规模推广应用前,必须先解决混合气体的回收、净化处理等关键问题。由于SF_6混合绝缘气体与纯SF_6气体性质上有较大的区别,文中针对SF_6/N_2和SF_6/CF_4混合绝缘气体特性,提出了用多级高分子膜、深冷相变分离和低温精馏方法联用的混合气体分离净化方案,经过处理后能得到较高纯度的SF_6气体和CF_4气体,N_2纯度达到99%,可直接排放至大气。

SF_6放电等离子体分解特性的研究

SF_6放电分解涉及复杂的物理化学过程,电弧能量是其重要的影响因素之一。文中考虑电弧能量对等离子体温度的作用,对Saha(电离)方程和Guldberg-Wagge(解离)方程进行修正,建立SF_6放电分解数学模型,对SF_6气体分解物组分及含量进行计算,得到各粒子组分及含量随温度变化的动态过程;计算了0.6 MPa下等离子体内部各组分粒子数密度;计算了压强0.1~0.6 MPa、温度300~41 300 K条件下等离子体内部电子数密度;搭建了光谱实验平台,实验获得了压强为0.1~0.4 MPa下电子密度等微观参量,对理论计算结果验证。研究结果表明:SF_6气体在电子温度小于1 000 K时开始逐渐分解,不同温度下所发生的化学反应不尽相同;电子数密度理论计算结果与实验测量结果相吻合,验证了该计算方法的可行性与准确性。

电气设备中SF6-N2混合绝缘气体回收关键技术的研究

电气设备中SF_6-N_2混合绝缘气体已在中国寒冷地区应用较多,因其较低的液化温度,导致现有气体回收技术难以实现SF_6-N_2混合绝缘气体的高效、快速回收。为解决上述难题,文中介绍了一种两级膜分离回收技术,可高效快速分离混合气中SF_6和N_2,获得的产品气中SF_6气体体积分数(V/V)达90%,借助后续压缩、制冷单元可实现50 m3/h混合气的快速灌装;同时文中也借助膜分离技术实现了尾气中微量SF_6气体富集回收,富集后的SF_6气体体积分数(V/V)达92%,且排空的混合气中SF_6气体积分数(V/V)为600μL/L,远低于国标值。因此,该系统可高效快速回收SF_6-N_2混合绝缘气体,且排放的尾气符合国标要求,解决了实际生产中存在的难题。

开断电弧下混合绝缘气体(SF_6+CF_4)分解特性试验研究

在高纬度低温地区,由于SF_6气体出现液化,可能导致SF_6开关设备发生绝缘击穿或开断失败等事故,由此该类地区大多采用混合气体(SF_6+CF_4)开关设备。气体分解产物检测是目前设备故障定位和缺陷诊断的重要手段。为此试验以40.5 k V混合气体断路器为试品,开展混合气体(SF_6+CF_4)不同燃弧能量下的气体分解产物试验,通过与纯SF_6气体的比较分析,探讨混合气体(SF_6+CF_4)的分解特性。研究表明:开断电弧下,SF_6+CF_4混合气体的主要分解产物为CO、CO_2、SO_2、SOF_2;分解产物各组分含量均随着燃弧能量的增加而增加;在相同的燃弧能量下,SF_6+CF_4混合气体比纯SF_6气体产生更多的碳氧化合物(CO+CO_2),而硫化物(SOF_2+SO_2)的生产量较少。

1000kV变压器用绝缘油洁净度检测及其影响因素探究

通过对1 000 k V特高压用绝缘油中固体颗粒的监测过程进行研究,分析了现场取样和实验室测试过程中可能存在的影响因素,并提出相应的解决方案。

分解产物检测技术在特高压工程六氟化硫电气设备安装和调试过程中的应用

采用加装FPD检测器、优化试验条件措施后,便携式气相色谱法能检测出更多的分解产物,并且具备较高的分离和检测效率。在特高压工程六氟化硫电气设备安装和调试阶段,快速准确地对疑似故障设备内SF6气体分解产物进行检测,有助于故障准确定位,类型和严重程度的判断。

六氟化硫混合绝缘气体电气设备检测技术的研究及现场应用

为解决六氟化硫气体环境危害以及低温易液化的问题,六氟化硫混合绝缘气体成为短期内最具发展前景的SF_6替代介质,正被逐步应用于电气设备中。主要对SF_6混合绝缘气体在开关设备中气体混合比、湿度、特征分解产物以及泄漏检测技术进行研究,研制相关检测设备,并将其用于M和H电网的SF_6混合绝缘气体断路器气体的普查,掌握了该电网SF_6混合绝缘气体质量和特征分解产物分布,为制定SF_6混合绝缘气体开关设备现场检测技术规范提供依据。